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面向工业场景的5G定制网络信号覆盖优化

面向工业场景的5G定制网络信号覆盖优化

作者：许然子浙江大学

学位级别：硕士

5G网络具备高速率、高可靠性、大连接性和低时延等显著特征,因此非常适合满足制造行业对智能化的需求。随着个人用户市场的增长速度逐渐放缓,企业市场的To B(Business-To-Business)业务将成为5G应用的主导市场。在这一背景下,建设基于... 详细信息

5G网络具备高速率、高可靠性、大连接性和低时延等显著特征,因此非常适合满足制造行业对智能化的需求。随着个人用户市场的增长速度逐渐放缓,企业市场的To B(Business-To-Business)业务将成为5G应用的主导市场。在这一背景下,建设基于工业场景的5G定制网能够为工业赋予强大的能力,提升智能化和数字化水平。通过部署5G定制网,工业企业能够实现更高的数据传输速率和更低的数据传输时延,从而实现更高效的生产过程。此外,5G网络的高可靠性和大连接性可以支持大规模设备和传感器的联网,实现实时监测和远程控制,进一步提升生产线的自动化水平。然而,尽管5G定制网在工业企业网络领域有着广阔的前景,但在网络部署、技术实现、运营运维和行业融合等方面仍面临着一系列巨大的挑战。本文立足于无线视角,展开了一系列面向工业场景的5G定制网络信号覆盖优化的研究,所做的主要工作包括以下几个方面:(1)针对工业场景中的无线信号覆盖,通过深入分析和探究,结合设计需求指标的分析、站点预规划和网络仿真等方法,尝试探索并建立起一套区别于以往5G公网的无线规划流程,同时结合实际案例分析对比这种无线规划流程相对于传统公网规划流程的差异与优势。(2)在探索5G定制网无线规划流程的链路预算环节上,实现针对工业5G定制网链路预算的量身定制。并且针对工业行业的应用,通过结合具体的应用场景和需求进行深入的分析,为工业5G定制网的五大业务应用场景计算出一套典型链路预算结果。(3)在工业5G定制网典型链路预算的基础上,通过对现有的遗传算法进行改进创新,得到一种能实现更优的定制化网络解决方案的智能选址算法,并尝试通过仿真实验验证了该算法在智能化选址问题中体现出的优越性。

关键词： 5G 工业场景定制网智能化选址遗传算法

基于深度学习的目标识别方法研究及其在工业场景中的应用

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基于深度学习的目标识别方法研究及其在工业场景中的应用

作者：曹永康湖南科技大学

学位级别：硕士

目标识别作为高层计算机视觉应用的基础,其主要任务是通过从视觉传感器获取的视频或图像数据中定位出特定目标所在位置并确定其类别信息,通常是以边界框的形式在图像中标识目标的具体位置并在其上方输出类别信息及其置信度。目标识别作... 详细信息

目标识别作为高层计算机视觉应用的基础,其主要任务是通过从视觉传感器获取的视频或图像数据中定位出特定目标所在位置并确定其类别信息,通常是以边界框的形式在图像中标识目标的具体位置并在其上方输出类别信息及其置信度。目标识别作为机器人视觉感知的重要技术之一,使机器人实现了一系列的图像识别、文字识别、目标检测等功能。而随着工业实力和技术的发展,对工业机器人的性能和功能要求也越来越高。因此,研究目标识别方法各方面性能,对改进和提高机器人在复杂环境下的感知能力具有理论指导和借鉴意义。为使工业机器人能适应复杂环境下的工作,优化提升目标识别技术的速度、精度、鲁棒性是一项必要且具有现实意义的工作。本文结合工业场景中目标识别面临的挑战,对深度学习目标识别技术的研究从实时性、识别精度和鲁棒性三个方面展开。先通过在与工业场景相似的城市交通背景下的网络公开数据集进行理论方法研究,再将理论研究在自建工业场景数据集中进行验证,实现了工业场景中目标识别技术的优化。论文的主要研究内容总结如下:首先,在实时性方面,研究了公开数据集上YOLO v3模型的轻量化优化方法,通过通道剪枝、层剪枝以及两者的混合剪枝分别在“Urban object detection”数据集上进行实验,实验表明,通道剪枝、层剪枝两种单独剪枝策略都能在保证精度的前提下,轻量化模型,而两者的混合剪枝能使模型参数和模型体积的修剪程度在精度损失较小的条件下能进一步提高。然后,针对连续场景下的目标识别,提出了一种融合时间序列信息和场景先验信息的目标识别方法,该方法利用连续目标帧之间的时序相关性以及人类日常生活中积累的先验知识,实现了时间序列信息和场景先验信息的决策层融合。实验研究表明,该方法可更好的抑制光照条件和目标尺度改变等干扰因素的影响,显著提升目标识别的综合性能。最后,实现了以上两种方法在工业场景中的应用。现有关于工业场景的网络公开数据集较少,不利于研究工作的开展,作者通过采集自制机器制造生产下的工业场景数据集,选取场景中三类基础目标进行技术验证分析。实验表明,模型轻量化优化和信息融合方法在工业场景中同样具有较好的适用性。

关键词：目标识别深度学习模型轻量化连续场景信息融合工业场景

基于云技术的工业场景远程运维设计策略的研究

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软件 2023年第1期44卷 42-44页

作者：王建业庄春生王玎杨深吴顺丽河南省科学院应用物理研究所有限公司河南郑州450000

当今时代背景下,云技术的出现在极大程度上改变了我国的工业环境,在本文的介绍中重点就云技术下的工业场景远程运维设计策略研究展开了论述,分析了现阶段我国所拥有的远程运维技术,并就该技术在工业场景中的具体应用进行了分析。

关键词：云技术工业场景远程运维设计策略研究

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面向工业场景的三维模型点云分割

面向工业场景的三维模型点云分割

作者：王睿山东大学

学位级别：硕士

随着经济社会及计算机技术的发展,工业制造对生产力的要求越来越高,智能工业机器人在工业制造领域扮演着越来越重要的角色,在电子、机械、物流等领域都有了更广阔的应用空间,被广泛应用在智能拆垛、工件上料、货品抓取、物品定位、缺陷... 详细信息

随着经济社会及计算机技术的发展,工业制造对生产力的要求越来越高,智能工业机器人在工业制造领域扮演着越来越重要的角色,在电子、机械、物流等领域都有了更广阔的应用空间,被广泛应用在智能拆垛、工件上料、货品抓取、物品定位、缺陷检测、尺寸测量等工业任务中。在这些工业任务中,对场景中的物体进行准确的感知是完成整个工业机器人任务的重要环节。同时随着3D扫描技术的发展,可以提供丰富的几何、形状和尺度信息的点云数据由于采集成本降低、受光线条件影响较小等因素成为目前计算机视觉中重要的研究对象。在这些工业任务中,对工业场景中的物体点云进行准确的分割是对场景进行感知进而进行理解的关键,是完成后续工业机器人控制等任务的重要基础。在工业任务中,工业场景中的物体大多为刚性物体,并且待处理的物体通常都是根据一个已知的设计好的三维模型生产制造出来的,而该场景也是由一个个属于该模型类别的完全相同的物体相互堆叠而成,本文的主要研究内容就是面向这种特殊的工业场景,要将该特殊工业场景中的物体实例一个个的分割出来,即可以理解为已知物体三维模型的同类别物体组成的点云场景的实例分割任务。在本文的工作中,我们首先采集了一组符合任务需求的真实工业场景下的点云数据,提出了一种基于边缘检测、带条件的欧几里得聚类、ICP配准等传统点云处理方法的点云数据自动化标记方法,构建了一个用于神经网络训练与评估使用的带物体三维模型的点云分割数据集。在此基础上,提出了一个利用物体三维模型信息的用于点云分割的神经网络框架,该神经网络针对该同类别物体的实例分割任务无法事先知道场景中实例的数量的特点,提出利用神经网络学习物体实例的中心点及相对于物体模型位置的姿态信息的方法,针对已知待分割物体的三维模型的特点,提出了一种利用物体三维模型信息的带模型的注意力机制模块,在基于这两个主要思路设计的神经网络上进行相关语义信息、中心点信息及相对姿态信息的学习,最终通过一个基于聚类优化的后处理过程对神经网络预测的中心点信息及相对姿态信息进行筛选,然后利用基于物体模型的先验包围盒对点云进行分割选取来得到最终的点云分割结果。经过具体实验,本文构建的基于真实工业机器人应用场景的带物体三维模型的点云分割数据集可以为使用基于深度学习的方法解决该工业场景下的特定点云分割问题提供数据基础;提出的利用物体模型信息的基于神经网络的点云分割方法能够得到与当前先进的点云分割方法相近的点云分割结果,并且分割结果中物体实例的几何结构的完整性更好;其中神经网络预测的工业场景中物体实例的中心点以及相对于物体模型位置的姿态信息又可以直接提供给工业机器人,来为工业机器人进行相关分拣、抓取等任务提供任务场景中待处理物体的视觉信息。

关键词：工业场景三维模型数据集神经网络点云分割

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工业场景中背景特征的建模要素分析

计算机系统应用 2018年第6期27卷 1-11页

作者：高庆崔友昌潍柴动力股份有限公司企业管理与信息化部潍坊261000 河北工业大学经济管理学院天津300401

随着现代制造业对产品质量、生产效率和操作安全性要求的提高,视频监控在现代制造业中的应用越来越广泛,对视频处理的精度与速度要求也越来越高.运动目标检测是视频理解和分析的基础,因此面向工业场景的运动目标检测算法一直是一个研究... 详细信息

随着现代制造业对产品质量、生产效率和操作安全性要求的提高,视频监控在现代制造业中的应用越来越广泛,对视频处理的精度与速度要求也越来越高.运动目标检测是视频理解和分析的基础,因此面向工业场景的运动目标检测算法一直是一个研究热点.作为算法的重要组成部分,运动目标检测所用到的背景特征在以往并没有受到足够的重视.为此本文,从像素数据和已有算法中获取背景特征,给出相关特征和数据的可视形态表示,支持更直观的方式辅助获取这些背景特征之间的关系,进一步给出背景特征模型,同时本文得到的背景特征关系可以指导算法设计.

关键词：工业场景运动目标检测背景特征前景提取可视分析

CFD仿真模拟富氧燃烧工业场景应用技术——赋能工业窑炉节能减碳、提质增效

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水泥 2024年第S01期 58-61页

作者：范启生中国建筑材料工业规划研究院北京100035

富氧燃烧是一项高效节能的燃烧技术。近年来,国家在水泥行业大力推广富氧燃烧节能技术,随着CFD仿真模拟富氧燃烧工业场景应用技术的发展,水泥生产线富氧使用方案及富氧制备方案的科学研判有了理论指导;随着制氧设备的投资额及制氧成本... 详细信息

富氧燃烧是一项高效节能的燃烧技术。近年来,国家在水泥行业大力推广富氧燃烧节能技术,随着CFD仿真模拟富氧燃烧工业场景应用技术的发展,水泥生产线富氧使用方案及富氧制备方案的科学研判有了理论指导;随着制氧设备的投资额及制氧成本大幅下降,且设备运行可靠性大幅提升等条件的出现,富氧燃烧节能技术可以在水泥行业实现推广应用。

关键词：富氧燃烧节能技术 CFD仿真模拟工业场景政策导向

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工业元宇宙场景建设及体系结构研究

信息技术与标准化 2024年第1期 88-92页

作者：于秀明邱硕涵王程安中国电子技术标准化研究院

针对当前工业元宇宙场景的建设不成体系,建设方向缺乏合理引导的问题,通过对工业领域需求要素进行分析,确定工业元宇宙场景的建设目标。从虚拟现实的交织化、人机交互的统一化、生产场景的功能化和行业场景的特征化4个方面明确工业元宇... 详细信息

针对当前工业元宇宙场景的建设不成体系,建设方向缺乏合理引导的问题,通过对工业领域需求要素进行分析,确定工业元宇宙场景的建设目标。从虚拟现实的交织化、人机交互的统一化、生产场景的功能化和行业场景的特征化4个方面明确工业元宇宙场景的主要特征,并介绍了工业元宇宙的建设步骤,对工业元宇宙场景的类型分类进行整理形成工业元宇宙场景体系结构,从而明确工业元宇宙场景的构成,促进元宇宙技术在工业领域的应用和发展。

关键词：元宇宙工业元宇宙工业场景虚拟现实人机交互

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针对工业安全场景的智能管控平台研究与应用

工业控制计算机 2023年第3期36卷 107-109页

作者：鲁效平王超盛国军于晓义程耀王楠楠卡奥斯工业智能研究院(青岛)有限公司山东青岛266500 海尔数字科技(青岛)有限公司山东青岛266500

针对复杂工业场景安全管控的痛点问题,通过融合物联网、人工智能、5G、边缘计算等新一代信息技术,提出了建设具备感知、监测、预警、处置、评估等功能的全场景工业安全智能管控平台的思路。该平台分为设备层、边缘层、云层以及应用层,... 详细信息

针对复杂工业场景安全管控的痛点问题,通过融合物联网、人工智能、5G、边缘计算等新一代信息技术,提出了建设具备感知、监测、预警、处置、评估等功能的全场景工业安全智能管控平台的思路。该平台分为设备层、边缘层、云层以及应用层,实现了人机料法环全要素覆盖,提升了企业安全生产数字化、网络化、智能化水平,为智能安全管理平台的建设提供理论、模式以及体系架构方案的支持。同时,平台采用大企业共建-小企业共享的服务模式打造了智能安全生产行业新生态。

关键词：安全平台工业场景平台架构 5G 边缘计算

基于平面点云配准与相对位姿控制的工业件装配方法研究

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激光与光电子学进展 2023年

作者：魏博言杜弘志张瀛任永杰孙岩标天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室

针对面向平面弱几何轮廓结构的工件装配任务时传统装配方法表现出的数据配准成功率低、位姿控制精度不足的问题，本文提出了一种基于平面点云配准与相对位姿控制的工业件装配方法，通过结构光点云的平面特征参数计算来提升配准成功率，... 详细信息

针对面向平面弱几何轮廓结构的工件装配任务时传统装配方法表现出的数据配准成功率低、位姿控制精度不足的问题，本文提出了一种基于平面点云配准与相对位姿控制的工业件装配方法，通过结构光点云的平面特征参数计算来提升配准成功率，利用点云相对位姿关系计算来提升机械臂控制精度，从而实现了弱几何的平面结构工件的高精度鲁棒装配。该方法包含两个阶段，首先通过双目结构光传感器重建出工件点云信息，应用RANSAC-ICP算法对重建结果进行配准，并结合平面法向量特征与最大距离关系进行纠正，从而实现精准性点云配准。然后，提出基于相对位姿关系的机械臂控制方法，省略了对工具坐标系的标定，直接利用相对位姿控制机械臂运动，并将相对位姿误差结果作为控制系统误差的评价标准，从而实现可靠性装配。最后，在真实测试场景下使用大型工业机械臂进行实验，结果显示本方法配准成功率提升85%，自动化装配精度优于0.5mm，证实该方法可以有效解决平面工件装配问题。

关键词：点云配准机械臂装配工业场景相对位姿估计